CT 血流储备分数评价左前降支心肌桥相关性心肌缺血的价值

李古涛 师毅冰 夏平 高永广 王晴 李莹

当心外膜下的冠状动脉走行于心肌内时，则这段心肌称之为心肌桥（myocardial bridge，MB），被心肌覆盖的冠脉称为壁冠状动脉（mural coronary artery，MCA）。MB 在冠状动脉左前降支的发生率达到76.9%，以左前降支中段最多见［1］。研究表明MB 会造成冠状动脉血流动力学异常、心肌缺血甚至猝死［2］。冠状动脉CT 血管造影（coronary artery computed tomography angiography，CCTA）是临床上常用来诊断冠状动脉疾病的检测方法，具有快速、非侵袭性、诊断符合率高等优点，能清晰显示冠状动脉的解剖结构，但不能反映冠脉血流动力指标［3］。

血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）作为评估冠状动脉生理功能的标准已被写进多个指南［4］。鉴于其高度依赖操作者的熟练程度、具有侵袭性、有导致血管内皮损伤甚至斑块脱落的风险，在临床工作中还未普遍开展。人工智能CT 血流储备分数（CT-derived fractional flow reserve，FFRCT）是一种基于计算机算法得出的血流储备分数，与FFR 相比其符合率、敏感度、特异度均具有较高的一致性，且具有快速、无创的优点［5］。FFRCT的原理是采用机器学习算法，使用多层深度神经网络和基于计算流体动力学的模型，根据CCTA 图像构建出冠状动脉树的解剖模型数据库，运用计算流体动力学原理来模拟血液通过整个冠状动脉树的通道，由此推导出每个检测点的压力和流量值［6］。2022 年美国心脏病学会、美国放射学会和北美心血管影像学会专家共识肯定了临床工作中通过FFRCT值来判定是否行有创血管造影和血运重建的决策［7］。来自国际ADVANCE 机构通过整合（评估非侵入性FFRCT在冠状动脉治疗中的诊断价值）的1 年数据库指出在FFRCT大于0.80的情况下推迟介入导管术是安全可行的，而当FFRCT小于等于0.80 时相关的心血管疾病发生风险会增加［8］。Min 等［9］指出FFRCT在评估合并广泛钙化斑块的冠脉时较单独CCTA 能获得更高的诊断效能。

本文通过分析124 例冠状动脉左前降支中段MB 患者的影像及临床指标，探讨FFRCT无创评价冠状动脉左前降支MB 患者出现临床心肌缺血症状的诊断价值及寻找MB 合并MCA 近段钙化斑块时MCA 段FFRCT值异常的危险因素。

资料与方法

1.基本资料

回顾性分析徐州市中心医院2020 年1 月～2021 年10 月行CCTA 诊断为冠状动脉左前降支中段MB 的患者124 例。纳入标准：单纯冠状动脉左前降支中段MB 患者或合并MCA 近端钙化斑块的患者。排除标准：（1）先天性心脏病；（2）心力衰竭；（3）冠状动脉术后者；（4）冠状动脉解剖结构异常；（5）左回旋支、右冠状动脉存在斑块、狭窄；（6）左前降支中远段存在斑块；（7）图像伪影大，不能满足诊断标准。收集患者的一般资料（年龄、性别、心率、既往病史、吸烟史、是否出现心肌缺血症状）。左前降支心肌缺血的判断依照《内科学》章节、《AHA/ACCF/HRS 2009 心电图标准化与解析》解读［10］及《18 导动态心电图专家共识》［11］相应诊断标准，患者住院期间经专业医师团队综合判断且经常规心电图或动态心电图检查，常规心电图提示：V1～V6、avL 导联上T 波在同一导联1/10R波以下，ST 段水平下移超过0.05 mV；动态心电图提示：V1～V6、avL 导联上ST 段在J 点之后的0.08 s 呈超过0.1 mV 的水平型或下斜型压低，ST段连续2 次期间间隔1 min 及以上，ST 段压低连续超过1 min。本研究已通过徐州市中心医院生物医学研究伦理审查委员会批准（XZXY-LK-20211021-035），知情同意豁免。

2.扫描方法

CCTA 扫描所用CT 机型号为Canon Aquilian ONE 640 层CT。检查前对患者的呼吸频率及屏气能力进行训练，平静状态下心率大于75 次/分的患者给于酒石酸美托洛尔降低心率。采用回顾性心电门控扫描技术，从气管分叉处扫描至心尖平面以下1 cm，所有患者均先行冠脉平扫，再采用高压注射器经右上肢静脉注射对比剂碘普罗胺（370 mg I/ml，拜耳医药）1.0～1.2 ml/kg 及生理盐水30 ml，流率设置为5 ml/s，应用自动触发式扫描，把兴趣区（region of interest，ROI）置于降主动脉，HU 触发设置为260～300 HU，管电压120 kV，自动调节管电流（240～550 mA），球管转速0.35 s/l，层厚0.625 mm，间距0.3 mm，有效剂量（1.23±0.81）mSv。扫描时相设置为30%～80%R-R 间期，最佳收缩期设置为35%R-R 间期，最佳舒张期设置为75%R－R 间期。

3.图像后处理分析

将所有冠状动脉图像数据导入Canon Vitrea 工作站，应用多平面重组（multi－planar reconstruction，MPR）、曲面重组（curved－planar reconstruction，CPR）等技术测量冠状动脉图像参数。在横断面图像上测量MB 厚度，在CPR 图像上测量MB 位置、MB 长度，MB 位置即左前降支开口处至MB 近段开口处的距离，钙化斑块处冠状动脉狭窄程度评估采用直径测量法分为：轻度狭窄（＜50%）、中度狭窄（50%～69%）、重度狭窄（70%～99%）；以上数据由两名从事CCTA 诊断5 年以上的主治医师分别独立手动测量，意见不统一时协商达成一致。将所有冠脉图像上传至数坤网络科技人工智能（artificial intelligence，AI）平台FFRCT软件上进行分析，由软件自动得出收缩期MCA 段FFRCT值，将存在钙化斑块的冠状动脉平扫图像上传至数坤AI 平台上Heart－Beat CS Agatston 积分的分析软件上，软件自动得出钙化斑块的钙化积分（coronary artery calcification，CACS）。

4.统计学分析

应用SPSS 23.0 软件进行统计分析，对于符合正态分布的计量资料以表示，符合偏态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，两组间资料的计量资料比较采用独立样本t 检验（符合正态分布）或Mann－Whitney U 验（符合偏态分布）进行，计数资料采用χ2检验方法。两种诊断心肌缺血标准之间采用Kappa 一致性检验比较（Kappa 值大于0.8 为一致性极好，Kappa 值在0.6～0.8 为一致性较好）。采用Logistic 回归分析引起MB 合并钙化斑块的患者MCA 段FFRCT值异常的危险因素。设P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

对124 例MB 患者以MCA 段FFRCT值≤0.8 为CT 诊断心肌缺血的标准，行FFRCT值≤0.8 诊断心肌缺血的标准与临床诊断心肌缺血标准之间的Kappa 一致性检验，结果表明两种标准的Kappa值为0.773（P＜0.001），FFRCT值≤0.8 诊断心肌缺血的标准与临床诊断心肌缺血的方法相比一致性较好（表1）。

表1 FFRCT 诊断心肌缺血的标准与临床诊断心肌缺血标准的一致性检验

124 例患者按有无合并斑块分为单纯MB 组（60 例）、MB 合并斑块组（64 例），结果显示两组间患者的一般计量、计数资料（年龄、心率、性别、既往病史、吸烟史）均无统计学意义（P＞0.05），两组间的临床心肌缺血的发生率有统计学差异，MB合并钙化斑块组的心肌缺血发生率高于单纯MB组（43.75%比20.00%，P=0.005）（表2）。

表2 单纯MB 组与MB 合并粥样硬化斑块组一般资料

64 例MB 合并钙化斑块患者以MCA 段FFRCT值等于0.8 为界，分为FFRCT值异常组（FFRCT值≤0.8）和FFRCT值正常组（FFRCT值＞0.8），两组人数分别为26 例和38 例。两组间的年龄、心率、性别、既往病史、吸烟史、MB 位置、MB 长度均无统计学意义（P＞0.05）；两组间钙化斑块处冠状动脉狭窄程度、钙化斑块CACS、MCA 收缩狭窄程度有统计学差异（P 值均＜0.001），两组间MB 厚度也具有统计学差异（P=0.046）（表3）。

表3 MB 合并钙化斑块FFRCT 值异常组与FFRCT 值正常组的临床资料

对引起64 例MB 合并钙化斑块患者MCA 段FFRCT值异常的CT 指标进行Logistic 回归分析，结果显示钙化斑块处冠状动脉狭窄程度、钙化斑块CACS、MCA 收缩期狭窄程度均为导致FFRCT值异常的危险因素，OR 值分别为3.428、1.022、1.171，P 值分别为0.040、0.027、0.012（表4）。

表4 引起MCA 段FFRCT 值异常的影像指标Logistic 回归分析

典型病例影像图像见图1。

图1 男，64 岁，临床诊断为心肌缺血。a)轴位图像示MB 为纵深型；b)曲面重组图像示MCA 近端钙化斑块形成，测斑块钙化积分为363，钙化处狭窄程度为重度狭窄，斑块最窄处狭窄程度为72%；c)示MCA 段FFRCT 值为0.65（见封面彩图）

讨论

目前对MB 的分型多采用Ferreira 等［12］提出的观点，即根据MB 厚度分为表浅型（MB 厚度≤2 mm）、纵深型（MB 厚度＞2 mm）。表浅型MB 一般无明显症状，纵深型MB 较易引起心肌缺血［13］，本次研究中纳入的124 个病例均为纵深型MB。既往研究指出MB 导致心肌缺血可能跟心脏收缩时MB 对MCA 的直接压迫及MCA 近段动脉粥样硬化斑块形成有关［14］。

目前临床工作中最常用的心肌缺血的判定标准是依照内科学指南，其虽能诊断心肌缺血但不能更直观地观察病变血管及其解剖危险因素，本次研究设置MCA 段（FFRCT值≤0.8）为CT 诊断左前降支MB 相关性心肌缺血的标准，该标准与临床诊断心肌缺血的标准之间的Kappa 一致性检验结果表明两种诊断标准的一致性较好（Kappa 值=0.773，P<0.001），通过监测左前降支MCA 段FFRCT值能有效检测出患者心肌缺血的发生及更直观地评价病变血管的细微结构。

急性心血管事件的发生主要是由于易损斑块的破裂或侵蚀，而钙化斑块引起的管腔狭窄则可诱发慢性心肌缺血［15］，MCA 近端易发生动脉粥样硬化斑块［16］。Çullu 等［17］在对410 例左前降支MB患者CCTA 检测中发现50.5%的纵深型MB 合并有动脉粥样硬化斑块，表浅型MB 合并斑块的比例则为37.7%，所有的MB 合并动脉粥样硬化斑块病例中76.2%的斑块为钙化斑块。这表明钙化斑块可能是MB 合并动脉粥样硬化出现心肌缺血症状的重要危险因素。本次研究中MB 合并钙化斑块组心肌缺血症状的发生率高于单纯MB 组（43.75%比20.00%，P=0.005）。动脉粥样硬化是一种炎症反应过程，主要表现为内膜下脂质沉积和巨噬细胞介导的损伤［18］，本研究中单纯MB 组与MB 合并钙化斑块组之间既往病史无统计学差异，笔者更倾向于认为MCA 近段钙化斑块的形成是由于收缩期MCA 收缩狭窄程度的增加导致MCA近端血流异常引起血管内皮损伤，血管平滑肌细胞成骨基因上调诱导间充质细胞的成骨分化以及基质矿化和钙化而形成钙化斑块。钙化斑块的形成导致血管弹性降低，血管正常的舒张功能受限，随着钙化斑块的不断聚集，血管正性重构保护机制不足以抵消血管狭窄程度加剧对血流动力学的影响，最终导致MCA 段血管血运障碍。

在对64 例MB 合并钙化斑块患者FFRCT值异常组与FFRCT值正常组之间资料比较显示，MB 合并钙化斑块组的MB 收缩狭窄程度、钙化斑块CACS、钙化斑块处冠状动脉狭窄程度较FFRCT异常组有统计学差异，进一步证实随着MB 对MCA的压迫及MCA 收缩狭窄程度的增加导致MB 段冠状动脉血流减少及MCA 近端血流异常而促斑块形成，斑块的形成进一步加剧左前降支的血流减少，最终引起血运障碍诱发心肌缺血的发生。26例MB 合并钙化斑块FFRCT异常病例中，斑块处冠状动脉中度狭窄、重度狭窄的患者出现FFRCT值异常的比例明显较轻度狭窄患者多，差异有统计学意义。Logistic 回归分析结果显示，钙化斑块处冠状动脉狭窄程度是导致FFRCT值异常的最危险因素，OR 值达到3.428，这表明随着狭窄程度的增加，FFRCT值异常的风险急剧上升。研究中发现11例重度狭窄患者中有2 例所测FFRCT值为正常，可能跟侧枝循环代偿有关。

CACS 是通过CCTA 获得，其由钙化体积、面积、血管分布等因素共同决定，并已在临床实践中作为评估冠状动脉粥样硬化斑块的重要定量指标［19］。Kiani 等［20］指出较高的CACS 与阻塞性冠状动脉硬化性心脏病的发生有明显的相关性。Nørgaard 等［21］在一项944 人的研究中发现无论冠状动脉狭窄程度如何，冠脉斑块CACS 总是与下游血管FFRCT值呈负相关，本研究中发现FFRCT异常组CACS 较对照组有统计学差异，且是造成FFRCT值异常的独立危险因素，值得在临床工作中加以监测。

Zhu 等［22］指出MCA 收缩期狭窄程度与冠状动脉血流量及血流储备的减少呈正相关，本研究Logistic 回归分析MCA 收缩狭窄程度同样是引起FFRCT值异常的危险因素，即MB 对MCA 的压迫可以引起血流储备的减少，但研究中发现虽然FFRCT异常组MCA 狭窄程度较FFRCT正常组有统计学差异，但狭窄程度均偏低，推测可能的原因有：（1）符合Schwarz 等［23］的观点即MB 对MCA 的压迫从收缩期一直延续到舒张中晚期，舒张期时相缩短；（2）跟MCA 近段钙化斑块形成造成血管僵硬，左前降支舒张功能降低有关；（3）CCTA 的图像是静态图像，采集的最佳舒张期相跟冠状动脉造影的最佳舒张期相稍有偏差。研究中64 例MB 合并钙化斑块病例中FFRCT组MB 厚度较FFRCT组虽然有统计学差异（P=0.046），但在Logistic回归分析中未证实是FFRCT值异常的危险因素，与成水华等［13］指出的MB 厚度不是导致纵深型FFRCT异常的因素这一观点基本吻合。

本研究的不足在于：（1）样本量偏少，可能存在选择偏倚；（2）本研究得出的FFRCT值是基于深度机器学习所得到的指标，未与其他人工智能FFRCT技术进行比较；（3）本设计采用回顾性方法，未对研究对象继续随访评估。

综上所述，通过监测MCA 段FFRCT值能有效检测出患者心肌缺血的发生，FFRCT技术结合常规CCTA 影像指标在临床工作中对判定左前降支合并MB 时血管解剖及血流动力学有较好的适用性，方便临床工作中提高对MB 患者心肌缺血的诊断效能，且当MB 合并MCA 近段钙化斑块时能及早发现MB 患者发生心肌缺血的危险因素并提前加以预防。